JP3611421B2 - タイヤコード及びタイヤコードの配列構造 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、タイヤの内部に使用されるコード及びその配列構造、例えば空気入りタイヤのブレーカ用コード及びその配列構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
タイヤには、耐カット性向上のためにベルト状に整列したワイヤーにゴムコーティングを施したものが用いられている。特に、タイヤを周方向の強靭性に優れた構造にしようとする場合、加硫時及び走行時の径成長応力を吸収させるために少なくとも２本以上のワイヤーをより合わせた、いわゆるスチールコードを採用することが一般的に行われている。
【０００３】
しかし、こうしたスチールコードはコスト高であるばかりではなく、加硫時の圧力によってワイヤーどうしが長手方向にわたって接触した形状となっているため、スチールコードの内部にまでゴムが進入せず、カットに対する耐腐蝕性が問題になる。
【０００４】
また、最近では低燃費化が強く求められている。そのため、タイヤの軽量化が要請されるところである。そこで、タイヤコードに単線ワイヤーを使用することが提案されている。
【０００５】
単線ワイヤーによるタイヤコードは、前記スチールコードと比較すると、同一のワイヤー断面積でのコード径を小さくすることができ、ゴム量を減らし、軽量化を可能にする。さらに、単線ワイヤーによるタイヤコードの場合には、ワイヤーの全周面をゴムで容易、かつ確実に被覆できるため、カットによる吸水腐蝕疲労性や接着力低下に対しても良好な耐久性が保証されるのである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、単線ワイヤーによるタイヤコードは、剛直で、伸びが小さいという問題点を内包している。このため、例えばタイヤに大きな荷重が加わった状態での走行や、タイヤが大きな突起物に乗り上げた場合では、同タイヤに作用する圧縮又は引っ張りの応力に対してタイヤコードが柔軟に対処できなかった。従って、タイヤコードは疲労し易く、折損が生じるおそれがあった。タイヤコードの折損が多発する結果、タイヤの耐久性を低下させる要因となっていた。
【０００７】
この発明は、このような従来の技術に存在する問題点に着目してなされたものである。この発明の目的は、タイヤの性能に影響を及ぼさないだけの伸びを有し、かつ耐カット性に優れていると共に、タイヤの操縦安定性及び耐久性に貢献するローコストのタイヤコード及びタイヤコードの配列構造を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、請求項１に記載の発明においては、偏平断面金属線の長手方向に所望ピッチで二次元の波形が形付けられており、かつそれぞれの波形の第１の頂部には、該波形とは異なる曲率半径で、第１の頂部と同一面内に位置する第２の頂部が設けられていることをその要旨とする。
【０００９】
また、請求項２に記載の発明においては、コードの長手方向に所望ピッチで二次元の波形が形付けられており、かつそれぞれの波形の第１の頂部には、該波形とは異なる曲率半径で、第１の頂部と同一面内に位置する第２の頂部が設けられている偏平断面金属線の第１タイヤコードと、その第１タイヤコードと同様の波形を有する円形断面金属線の第２タイヤコードとが交互に並列配置されていることを特徴とする。
【００１０】
更に、請求項３に記載の発明は、請求項２に記載のタイヤコードの配列構造において、前記偏平断面金属線の第１タイヤコードは少なくとも二層に構成されていることを特徴とする。
【００１１】
従って、請求項１の発明によれば、第１，第２の頂部が形成されることで、タイヤ加硫時及び空気圧による静的荷重、又は走行遠心力による動的荷重に対して径成長応力を充分に吸収することができる。同時に、予期しない路面の突起などの異常な圧縮応力を充分に吸収することができる。また、横剛性の向上も図ることができる。
【００１２】
また、請求項２の発明によれば、第１，第２の頂部が形成された偏平断面金属線の第１タイヤコードと円形断面金属線の第２タイヤコードとは、互いに異なる特性を有している。このため、第１タイヤコードと第２タイヤコードとを交互に並列配置すれば、この複合配列構造によって、タイヤの特性を調整することが可能になり、理想的な特性を有するタイヤを容易に得ることができる。
【００１３】
更に、請求項３の発明によれば、請求項２の発明の作用に加え、第１タイヤコードが少なくとも二層に構成され、かかる層間には極薄のゴムを介在させることが可能である。このゴム厚を増減させることによって、特に横剛性において理想的な性質を有するタイヤが容易に得られる。
【００１４】
コードの伸縮については、頂部以外の部分の傾斜角度が変化するようにして行われる。言い換えれば、頂部の部分は伸縮にあまり寄与しない。ところが、各請求項の発明のように、第１の頂部にさらに別の第２の頂部が設けられていると、第１の頂部における伸縮性を確保でき、全体の伸縮性を良好にすることができる。
【００１５】
また、これらのタイヤコードがブレーカベルトを形成するためのコードとして使用されるときは、タイヤ製造の際のベルト径の拡大が容易であり加硫方法の低コスト化が可能となる。即ち、セグメントタイプの高価な金型を用いる必要がなく通常の割金型の採用で充分であるため、低コスト化が実現できる。更に、このタイヤは、外部から受けるタイヤの衝撃を確実に緩和することができると共に、ブレーカベルトの耐久性の向上を可能にする。
【００１６】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
以下、この発明を具体化した第１実施形態について図１〜図６に基づいて説明する。
【００１７】
図３に示すように、金属線よりなるタイヤコード１は偏平断面をなしている。図１に示すように、タイヤコード１には長手方向に所定間隔をおいて波形が形付けられ、第１の頂部１３が連続形成されている。同時に、その第１の頂部１３のそれぞれには、曲率半径の小さな第２の頂部１４がそれぞれ同一方向を向いて形成されている。
【００１８】
このタイヤコード１を得るためには、図４に示すように、周面に凸部を有する第１ローラ１５と、周面に前記凸部をはめ込み可能にする凹部を有する第２ローラ１６とが対向して互いに反対方向に同速で自転可能に設置されている。まずタイヤコード１にバックテンション（図示しない）を掛けながら、この一対のローラ１５，１６の凹凸間を通過させる。その結果、所定間隔に第２の頂部１４が形成され、タイヤコード１は図２に示すような状態に形成される。
【００１９】
また、周面に凸部を有する第１歯車１７と、周面に前記凸部をはめ込み可能にする凹部を有する第２歯車１８とが対向して互いに反対方向に同速で自転可能に設置されている。一定間隔に第２の頂部１４が形成されたタイヤコード１は、その第２の頂部１４が第１の頂部１３各頂点となるように一対の歯車１７，１８の凹凸間を通過させる。その結果、図１に示すように、第２の頂部１４が第１の頂部１３の頂点になるタイヤコード１が形成される。
【００２０】
このタイヤコード１の複数本を所定間隔をおいて並列配置し、図示しないゴム押出機又はカレンダーロールによりゴム３で被覆して帯状体２を形成する。
図５及び図６に示すように、この帯状体２をタイヤ１０のブレーカベルト４として採用するときは、例えば、２枚の帯状体２を重ね合わせて二層構造とし、広巾の内層を構成する帯状体２の巾端部で外層を構成する帯状体２の巾端部を包被した形で用いる。内層と外層とでは、タイヤコード１がタイヤ１０の周方向に対して、例えば２５度位の角度をもって互いに相反する方向に延びるようにするのが望ましい。タイヤ１０はその内部にカーカスコード１１を備え、そのカーカスコード１１はタイヤ１０のラジアル（半径）方向に平行もしくはほぼ平行に配置されている。ビードワイヤ１２は、タイヤ１０のビード部に配置されている。ブレーカベルト４は、タイヤ１０のトレッド部にカーカスコード１１を取り巻くようにして配置され、その幅がトレッド部の幅とほぼ同一となっている。また、ブレーカベルト４の外周には、所定間隔をおいて螺旋巻きされたキャップ１９が形成されている。
【００２１】
以上のように、第１実施形態では、次のような利点を有する。
タイヤコード１には、一対の歯車１７，１８によって所定間隔をおいて第１の頂部１３が形成される。このため、タイヤ加硫時及び空気圧による静的荷重、又は走行遠心力による動的荷重に対して径成長応力を充分に吸収することができる。
【００２２】
タイヤコード１には、一対のローラ１５，１６によって第１の頂部１３に第２の頂部１４が形成される。このため、第１の頂部１３における伸縮性を確保でき、全体の伸縮性を良好にすることができる。従って、予期しない路面の突起などの異常な圧縮応力を充分に吸収することができる。
【００２３】
第２の頂部１４が同一方向に向かって突出する。このため、ローラ１５，１６のそれぞれの周面に凹部と凸部とを双方形成する必要がなくなる。従って、簡単な装置によってタイヤコード１を製造することができる。
【００２４】
このタイヤコード１をタイヤ１０のブレーカベルト４に使用すれば、タイヤ１０製造の際、ベルト径の拡大が容易であり、加硫方法の低コスト化が可能となる。すなわち、セグメントタイプの高価な金型を用いる必要がなく通常の割金型の採用で充分であるから低コスト化が実現できる。また、外部から受けるタイヤ１０の衝撃を確実に緩和することができると共に、優れた性能のタイヤ１０を提供することができる。
【００２５】
ちなみに、本実施形態のタイヤコード１を撚線式の従来のスチールコードと比較すると、３５％程度コストを低減することができる。また、本実施形態のタイヤコード１をタイヤ１０のブレーカベルト４に使用すれば、従来のスチールコードをタイヤ１０のブレーカベルト４に使用した場合と比較して、転がり抵抗２５％減、コーナリングパワー２０％増、コーナリングフォース１５％増のタイヤが得られる。このように本実施形態では、ブレーカベルト４のコスト低減、加硫コストの低減、タイヤ重量の軽減や転がり抵抗の軽減による燃費の削減、タイヤの耐久性向上という経済的効果を得ることができると共に、コーナリングパワーやコーナリングフォースなど、操縦安定性の向上にも貢献することができるのである。
【００２６】
（第２実施形態）
次に、この発明を具体化した第２実施形態を図７に基づいて説明する。なお、この第２の実施形態においては、上記第１実施形態と同様の構成については同符号を付して説明を省略する。従って、以下には第１実施形態と異なる部分を中心に説明する。
【００２７】
本実施形態の帯状体２では、上記第１実施形態におけるタイヤコード１（以下、第１タイヤコード１とする）と、そのタイヤコード１と同様の波形を有する円形断面金属線のタイヤコード２０（以下、第２タイヤコード２０とする）とが所定本数ずつ交互に並列配置されている。具体的には、第１及び第２タイヤコード１，２０には、双方同様に、長手方向に所定間隔をおいて波形が形付けられ、第１の頂部１３が連続形成されている。さらに、その第１の頂部１３のそれぞれには、曲率半径の小さな第２の頂部１４がそれぞれ同一方向を向いて形成されている。
【００２８】
第１タイヤコード１は所定間隔をおいて複数本並列配置され、これらの第１タイヤコード１に対して第２タイヤコード２０が所定本数（本実施形態では３本）を一組として交互に配置される。そして、これらの第１及び第２タイヤコード１，２０を上記第１実施形態と同様にして、図示しないゴム押出機又はカレンダーロールによりゴム３で被覆して帯状体２を形成する。
【００２９】
図５及び図７に示すように、この帯状体２をタイヤ１０のブレーカベルト４として採用するときは、２枚の帯状体２を重ね合わせて二層構造とし、広巾の内層を構成する帯状体２の巾端部で外層を構成する帯状体２の巾端部を包被した形で用いる。内層と外層とでは、各タイヤコード１，２０がタイヤ１０の周方向に対して、例えば２５度位の角度をもって互いに相反する方向に延びるようにするのが望ましい。このとき、内層における第１及び第２タイヤコード１，２０と外層における第１及び第２タイヤコード１，２０とは、図７（Ａ）に示すように、その幅方向において互いにずれた状態で配置されてもよいし、図７（Ｂ）に示すように、その幅方向において整合された状態で配置されてもよい。
【００３０】
第２実施形態においても、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。特に、性質の異なる第１タイヤコード１と第２タイヤコード２０とにより構成される帯状体２がブレーカベルト４に採用されると、タイヤの特性を好適に調節し、中でもスリップ角が大きい場合における操縦の不安定を解消することができる。
【００３１】
ちなみに、本実施形態の第２タイヤコード２０を撚線式の従来のスチールコードと比較すると、３５％程度コストを低減することができる。また、第２タイヤコード２０をタイヤ１０のブレーカベルト４に使用すれば、従来のスチールコードをタイヤ１０のブレーカベルト４に使用した場合と比較して、転がり抵抗１５％減、コーナリングパワー１５％増、コーナリングフォース１０％増のタイヤが得られる。
【００３２】
尚、本実施形態は次のように変更して具体化することも可能である。即ち、ブレーカベルト４を構成する第１タイヤコード１は、各帯状体２の中央部に配設されていたが、これを内層では帯状体２の上方に、外層では帯状体２の下方に配設できるようにブレーカベルト４の二層構造を形成してもよい。この結果、第１タイヤコード１同士が上下関係において近接して重なり合う構成のブレーカベルト４が得られる。このように構成しても、本実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００３３】
（第３実施形態）
次に、この発明を具体化した第３実施形態を図９及び図１０に基づいて説明する。なお、この第３の実施形態においては、前記第１及び第２実施形態と同様の構成については同符号を付して説明を省略する。従って、以下には第１及び第２実施形態と異なる部分を中心に説明する。
【００３４】
本実施形態の帯状体２では、図１０（Ａ）に示すように、上記実施形態と同様の波形を有する略偏平断面金属線の第１タイヤコード１と円形断面金属線の第２タイヤコード２０とが所定本数ずつ交互に並列配置されている。この第１タイヤコード１は、更に略偏平断面金属線の二層により構成されている。かかる二層構成の層間には、極薄のゴムが介在している。ゴム厚は、限りなく０ｍ／ｍに近い厚さから０．３ｍ／ｍ位の厚さの範囲に調整されている。
【００３５】
図９及び図１０（Ａ）に示すように、この帯状体２をタイヤ１０のブレーカベルト４として採用するときは、２枚の帯状体２を重ね合わせる。このとき、広巾の内層を構成する帯状体２の両巾端部が折り返され、その結果、外周面中央に凹部が形成される。外層を構成する帯状体２は、前記凹部に配設される。内層と外層とでは、各タイヤコード１，２０がタイヤ１０の周方向に対して、例えば２５度位の角度をもって互いに相反する方向に延びるようにするのが望ましい。このとき、内層における第１及び第２タイヤコード１，２０と外層における第１及び第２タイヤコード１，２０とは、図１０（Ａ）に示すように、その幅方向において互いにずれた状態で配置されてもよいし、図１０（Ｂ）に示すように、その幅方向において整合された状態で配置されてもよい。
【００３６】
第３実施形態においても、上記各実施形態と同様の効果を得ることができる。特に、二層に構成されると共に、この層間に極薄のゴムが装填された第１タイヤコード１が帯状体２に配置され、ブレーカベルト４を形成すると、横剛性において優れたタイヤを得ることができる。
【００３７】
前記層間におけるゴム量を調節することによって、横剛性の自由度が拡大するため、タイヤの用途に好適な横剛性を得ることができる。
ブレーカベルト４の幅厚が同一に形成されるため、巾端部の剛性を適切に調節することができる。
【００３８】
第３実施形態は、次のように変更して具体化することも可能である。即ち、本実施形態では上下が合致して重なる二層構成の第１タイヤコード１が採用されたが、これを左右にずらした二層に構成してもよい。このように構成しても、第３実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００３９】
また、帯状体２を形成する場合に、各タイヤコード１，２０を繊維入りのゴムで被覆するか、又は少なくとも二層構成の第１タイヤコード１の外周面のみを繊維入りのゴムで被覆してもよい。このとき、前記二層構成の層間には、必ずしもゴムが装填される必要はない。このように構成しても、第３実施形態と同様の効果を得ることができると共に、帯状体２を構成する各タイヤコード１，２０の配設位置を拘束することができるため、この帯状体２がブレーカベルト４に採用されれば、予定通りの横剛性を有するタイヤを得ることができる。
【００４０】
尚、上記の各実施形態は次のように変更して具体化することも可能である。
各第２の頂部１４が第１の頂部１３と同方向へ突出するように形成してもよい。このように構成しても前記実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００４１】
各第２の頂部１４が第１の頂部１３と反対方向に突出するように形成してもよい。このように構成すれば、第１の頂部１３を低くして、全体の幅を縮小することができる。
【００４２】
第２の頂部１４を、その第２の頂部１４と同方向に突出した第１の頂部１３のみに形成してもよい。このように構成しても、前記実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００４３】
帯状体２を二層以上の多層構造にしてもよい。例えば、図８（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、前記各実施形態よりも細い各タイヤコード１，２０をゴム３で被覆して二重の帯状体２を形成し、この二重の帯状体２を重ね合わせて二層構造とし、広巾の内層を構成する帯状体２の巾端部で外層を構成する帯状体２の巾端部を包被した形で用いる。このように構成すれば、より効果的に外部から受けるタイヤ１０の衝撃を確実に緩和することができる。
【００４４】
【発明の効果】
この発明は、以上のように構成されているため、次のような効果を奏する。
請求項１の発明によれば、タイヤ加硫時及び空気圧による静的荷重、又は走行遠心力による動的荷重に対して径成長応力を充分に吸収することができると共に、予期しない路面の突起などの異常な圧縮応力にも対応することができる。従って、タイヤの耐久性を向上させることができる。また、第１の頂部にさらに別の第２の頂部が設けられているため、第１の頂部における伸縮性を確保でき、全体の伸縮性を良好にすることができる。さらに、本発明のタイヤコードをタイヤのブレーカベルト用コードに採用すると、ブレーカベルトのコスト低減、加硫コストの低減、タイヤ重量の軽減や転がり抵抗の軽減による燃費の削減、タイヤの耐久性向上という経済的効果を得ることができると共に、コーナリングパワーやコーナリングフォースなどが向上する。
【００４５】
請求項２の発明によれば、性質の異なる第１タイヤコードと第２タイヤコードとが交互に並列配置されている。この複合配列構造によって、タイヤの特性を調整することができる。なかでも、操縦安定性という性能面において、タイヤとして最適の性能を実現できる。
【００４６】
請求項３の発明によれば、請求項２の発明の効果に加えて、第１タイヤコードが少なくとも二層に構成されている。こうした第１タイヤコードと第２タイヤコードとが交互に並列配置されることによって、横剛性において優れたタイヤを得ることができる。また、前記層間におけるゴム量を調節することによって、横剛性の自由度が拡大するため、タイヤの用途に好適な横剛性を有するタイヤを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】タイヤコードの平面図。
【図２】製造過程中のタイヤコードの平面図。
【図３】図１のＡ―Ａ’線における断面図。
【図４】タイヤコードの製造過程を示す平面図。
【図５】第１及び第２実施形態におけるタイヤの破断斜視図。
【図６】第１実施形態のブレーカベルトを示す部分破断斜視図。
【図７】（Α）（Ｂ）は第２実施形態のブレーカベルトを示すそれぞれ部分破断斜視図。
【図８】（Ａ）（Ｂ）は変更例におけるブレーカベルトを示すそれぞれ部分破断斜視図。
【図９】第３実施形態におけるタイヤの破断斜視図。
【図１０】（Α）（Ｂ）は第３実施形態のブレーカベルトを示すそれぞれ部分破断斜視図。
【符号の説明】
１…タイヤコード（第１タイヤコード）、１３…第１の頂部、１４…第２の頂部、２０…タイヤコード（第２タイヤコード）。

Claims (3)

1. コードの長手方向に所望ピッチで二次元の波形が形付けられており、かつそれぞれの波形の第１の頂部には、該波形とは異なる曲率半径で、第１の頂部と同一面内に位置する第２の頂部が設けられていることを特徴とする偏平断面金属線のタイヤコード。
2. コードの長手方向に所望ピッチで二次元の波形が形付けられており、かつそれぞれの波形の第１の頂部には、該波形とは異なる曲率半径で、第１の頂部と同一面内に位置する第２の頂部が設けられている偏平断面金属線の第１タイヤコードと、その第１タイヤコードと同様の波形を有する円形断面金属線の第２タイヤコードとが交互に並列配置されていることを特徴とするタイヤコードの配列構造。
3. 前記偏平断面金属線の第１タイヤコードは少なくとも二層に構成されていることを特徴とする請求項２に記載のタイヤコードの配列構造。

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